[发明专利]一种输电线路的线路保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力供配电保护的技术领域，具体的来说，是一种输电线路的线路保护方法。

背景技术

随着电力系统容量迅速增加，输电线路日益增多。输电线路往往一端联系着一个大电厂，另一端联系着一个负荷中心：或者两端各联系着一个大电力系统。由于线路长、输送功率大，所以维持输电线路的安全稳定运行是一个十分重要的问题。为确保超高压输电线路安全稳定运行，要求输电线路主保护能够可靠快速的切除线路首次发生的故障，输电线路保护的动作时间不得大于1-2个周波。在系统故障时保护的拒动或非故障设备的误跳闸将切除2条甚至2条以上的线路，造成大面积的停电，甚至导致系统瓦解，后果极其严重。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种输电线路的线路保护方法，所述线路保护的内容包括：过电流保护、距离保护、零序电流保护、电网振荡检测/闭锁、自动重合闸、跳闸保护、纵联方向保护、突变保护。根据保护内容设置相应的通用模块，即过电流模块、距离保护模块、零序电流保护模块、振荡闭锁模块、自动重合闸模块、跳闸模块、纵联方向保护模块、高频保护模块、断路器失灵保护模块、突变量启动模块、过负荷保护模块以及差动保护模块。

电流的突变量启动模块作为距离保护、零序保护等许多保护的开启元件，该模块在每个采样点到来时运行，取三点电流采样瞬时值数据，计算电流突变量。当检测到电流突变量时，该模块将此结果告知需要突变量启动的保护或功能模块，如距离保护模块组、零序保护模块组等。这些保护模块在系统正常运行时将不工作，直到突变量启动信号到达。

当电流突变量Δi大于突变量整定值时，突变量启动。其中：

Δi＝||i-i_T|-|i_T-i_2T||

式中，i_T为当前时刻一周期前的采样值，i_2T为两周期前的采样值。

突变量启动模块为通用模块，提供开放的外部接口，输入不同的数据量则该模块提供用于不同保护功能的突变量启动信息。根据需要设置输入的电流量及整定信息，突变量模块进行通用启动判定后输出判定结果。

距离保护是反应故障点至保护安装地点之间的距离或阻抗，并根据距离的远近，即阻抗的大小而确定动作时间的一种保护。距离保护主要与振荡闭锁、重合闸等相配合，保护出口为三相全跳。当系统发生振荡时，可以及时正确地区分出系统故障与振荡，保证不拒动且不误动。

距离保护模块包括故障相选相模块、方向判别模块、四边形保护模块以及重合闸加速模块。

当突变量启动后，故障相选相模块进行选相以判断故障的相别，根据电流突变量进行选相，即通过比较三个相间电流ΔI_AB、ΔI_BC、ΔI_AC的大小，来判断故障相别。

方向判别模块主要用于判断出口处短路的短路发生处位于保护装置的正向还是反向。以故障发生前两周波的电压，与故障后的电流进行相比来判断故障方向。将方向判别的结果告知四边形保护模块。四边形保护模块根据阻抗特性设置四边形保护区域范围，当测量到的故障相阻抗在四边形区域内，且同时满足方向判别处于正方向时，保护启动。

如果自动重合闸装置动作，线路重新运行，此时如果再次发生故障，重合闸后加速模块将采取加速保护，选取一种预先设定的加速策略后，不经延时或经过短时间延时后动作。重合闸后加速模块接收重合闸成功的信息，以及四边形保护模块的启动信息，及线路阻抗值是否已经进入故障阻抗区间，若任意段四边形保护模块启动，则快速跳闸。

振荡闭锁模块在当系统发生振荡时，电压电流量周期性变化，将出现阻抗进入距离保护范围的情况，对距离保护影响较大，会使距离保护出现误动作。所以，当系统出现不正常运行时，应判断出是振荡还是短路故障，进而进行正确的操作。振荡闭锁模块当系统发生振荡时，可以可靠地将保护闭锁，直到振荡停息才解除闭锁；系统发生故障时，振荡闭锁不动作，使保护快速可靠地动作；当振荡过程中发生故障，保护能快速识别故障并动作；而对于先发生故障而后发生的振荡，保护不至于无选择性地动作。

振荡和短路故障的判定依据为：

振荡时系统各点电压值和电流值均做往复性摆动，而短路时电流电压值是突变的；

振荡时电流电压值的变化速度较慢，而短路时电流电压值的突变量较大；

振荡时系统任何一点电流与电压之间的相位角都随功角的变化而改变，而短路时，电流与电压之间的相位角是基本不变的；